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Apostila de Física
Turmas B e C - 2010

GASES PERFEITOS

Equação dos Gases Perfeitos, também conhecida como equação de Clayperon: P = pressão, V = volume, T = temperatura, P ∙V = n∙R∙T n = quantidade de matéria em moles, R = constante universal dos gases perfeitos. sempre: n em moles e T em Kelvin se: P em atm e V em litros então: R = 0,082 (atm∙l ) / ( mol∙K) se: P em N/m2 e V em m3 então: R = 8,317 J / ( mol∙K)

Mol: Um mol ou molécula-grama de qualquer substância tem sempre 6,023x1023 moléculas. Este número é conhecido como número de Avogadro.

Equação Geral dos Gases Perfeitos: P0 V0 / T0 = Pi Vi / Ti

Casos especiais:
Transformação Isobárica: Quando a pressão é constante: P0 = Pi
Transformação Isométrica: Quando o volume é constante: V0 = Vi
Transformação Isotérmica: Quando a temperatura é constante: T0 = Ti

Exercícios de Vestibulares

UFRJ – 2010. Um gás ideal em equilíbrio termodinâmico tem pressão de 1,0×105 N/m2, volume de 2,0×10−3 m3 e temperatura de 300 K. O gás é aquecido lentamente a pressão constante até atingir um volume de 3,5×10−3 m3, no qual permanece em equilíbrio termodinâmico. Calcule a temperatura do gás em seu estado final de equilíbrio.

Solução: P0 V0 / T0 = Pi Vi / Ti → P0 × 2,0×10−3/300 = P0×3,5×10−3/Ti → Ti = (300x3,5×10−3)/(2,0×10−3) = 525 K

PUC – 2010 – grupo 1. Um motor contendo 0,5 mol de um gás ideal com p0 = 150 kPa e V0 = 8,3 litros funciona de acordo com o ciclo mostrado na figura abaixo. O percurso de A a B é isocórico. Entre os pontos B e C a pressão diminui linearmente com o volume. Entre C e A o percurso é isobárico. Considerando que as capacidades de calor molar do gás são cv = 10,0 J/mol K (a volume constante); cp= 15,0 J/mol K (a pressão constante), e a constante dos gases R = 8,3 J/mol K. Determine:
a) o trabalho realizado pelo motor durante a etapa AB do processo;
b) as